如图,某防洪指挥部发现长江边一处长500米,高I0米,背水坡的坡角为45°的防洪大堤(横断面为梯形ABCD)急需加固.经调查论证,防洪指挥部专家组制定的加固方案是:沿背水坡面用土石进行加固。并使上底加宽3米,加固后背水坡EF的坡比i=1:。
(I)求加固后坝底增加的宽度AF;
(2)求完成这项工程需要土石多少立方米?(结果保留根号)
解:(1)分别过点E、D作EG⊥AB、DH⊥AB交AB于G、H.
∵四边形ABCD是梯形,且AB∥CD,
∴DH平行等于EG.
故四边形EGHD是矩形.
∴ED=GH.
在Rt△ADH中,
AH=DH÷tan∠DAH=10÷tan45°=10(米).
在Rt△FGE中,
i= 1√3 =EGFG ,
∴FG=√3 EG=10 √3 (米).
∴AF=FG+GH﹣AH=10 √3 +3﹣10=10√3 ﹣7(米);
(2)加宽部分的体积V=S梯形AFED×坝长
= 12 ×(3+10√3 ﹣7)×10×500
=25000√3 ﹣10000(立方米).
答:(1)加固后坝底增加的宽度AF为(10√3 ﹣7)米;
(2)完成这项工程需要土石(25000√3 ﹣10000)立方米.